论文标题：Distinctive mechanisms of soil priming in different stages and its response to nitrogen addition along a temperate forest elevation gradient

期刊：Soil Ecology Letters

作者：Qiuxiang Tian, Rudong Zhao, Qiaoling Lin, Xiaoxiang Zhao, Yu Wu, Feng Liu

发表时间：9 Jun 2025

DOI：10.1007/s42832-025-0340-0

微信链接：点击此处阅读微信文章

本研究采集沿海拔梯度的51份森林土壤样本，开展13C标记葡萄糖和氮添加的30天培养实验，通过土壤可溶性碳氮含量、微生物量、胞外酶酶活性、微生物群落、土壤pH值的响应，解析激发作用的时间动态及其产生机理。结果发现，早期阶段（0~4天）：激发效应强度最高，主要由微生物生物量的增加和矿物保护有机碳的非生物释放驱动。晚期阶段（4~30天）：激发效应趋于稳定，主要受微生物胞外酶活性增强的影响，考虑到富营养型微生物丰度的增加以及后期微生物对氮需求的下降，后期的正激发主要受“化学计量分解”理论驱动。氮添加虽降低了土壤微生物生物量和酶活性（可能因土壤酸化），但对碳添加引起的激发效应强度无显著影响。本项研究通过时间尺度的精细观测，明确了激发效应的阶段性特征，为理解土壤碳-氮耦合过程提供了重要线索。

新鲜碳输入可引起土壤原有有机碳矿化（SOC）速率的增强或减弱，这一过程称之为激发效应。激发效应在陆地碳循环中具有重要作用，尽管学界已尝试阐明土壤激发效应的作用机制及其对氮添加的响应，但现有研究结论仍存在分歧。

本研究选取秦岭太白山不同海拔和深度的51个土壤，在室内开展为期30天的13C标记葡萄糖和氮添加的培养实验。培养过程中，监测碳排放速率，以及土壤可溶性有机碳、可溶性全氮、微生物量碳、微生物量氮、胞外酶酶活性、微生物群落、土壤pH值等的变化。通过分析激发强度与上述变量的响应程度的关系，阐明不同阶段激发效应的产生机理及其对氮添加的响应。结果表明，土壤激发效应强度变化显著，在培养前4天达到峰值后逐渐降低，并在后续26天保持相对稳定。葡萄糖添加后，土壤微生物生物量、SOC来源的可溶性有机碳含量增加、qCO2、富营养微生物的相对丰度显著升高，这些指标的响应程度与早期激发强度呈显著正相关。在晚期阶段，除微生物量变化外，胞外酶活性显著增强且与激发强度呈正相关。这表明早期激发效应主要受微生物量的增加和矿物保护有机质的非生物释放驱动，而晚期激发则由胞外酶酶活性增强驱动。氮添加虽抑制了微生物生物量及SOC矿化，但这种抑制效应在有无葡萄糖添加处理间无显著差异，因此不影响碳添加引起的激发强度。

本研究揭示了激发强度的时间动态及其作用机理在时间上的转变，有助于动态理解生态系统碳过程，为全球变化背景下土壤碳循环模型的优化提供新依据。同时，在分析氮素影响时，需区分碳添加的响应和氮添加的响应，以准确评估相关过程。

作者及团队介绍

田秋香（第一作者），中国科学院武汉植物园副研究员。

刘峰（通讯作者），中国科学院武汉植物园研究员。

专题征稿

城市土壤生态与同一健康

Call for papers: Urban Soil Ecology and One Health

Urban landscapes are complex incubators for emerging public health threats, including the persistence and spread of zoonotic pathogens that jeopardize the integrated health of humans, animals, plants, and environments—a nexus addressed by the One Health framework. Within these ecosystems, soil biodiversity is a keystone component that underpins critical ecosystem functions, yet it persists as one of the least understood elements of urban ecosystems.

Aligned with the World Soil Day 2025 theme, "Healthy soils for healthy cities," this special issue calls for research to address this knowledge gap. We seek submissions that illuminate the distribution patterns and functional contributions of urban soil biota, particularly under pressures from human activity and climate change. We are also interested in studies exploring how harnessing urban soil biodiversity can lead to nature-based solutions for mitigating biodiversity loss, adapting to climate change, and reducing the urban burden of disease. We particularly encourage studies proposing frameworks for embedding soil biodiversity into urban governance and policy to directly enhance One Health outcomes.

Editors:

Prof. Dr. Xin Sun

Institute of Urban Environment, Chinese Academy of Sciences

Email: xsun@iue.ac.cn

Prof. Dr. Manuel Delgado-Baquerizo

Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Sevilla (IRNAS), CSIC

Email: M.delgado.baquerizo@csic.es

Prof. Dr. Martin F. Breed

College of Science and Engineering, Flinders University, Bedford Park, South Australia, Australia

Email: martin.breed@flinders.edu.au

Prof. Dr. Alexei V. Tiunov

A. N. Severtsov Institute of Ecology and Evolution, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia

Email: a_tiunov@mail.ru

Prof. Dr. Yong-Guan Zhu

Institute of Urban Environment, Chinese Academy of Sciences

Email: ygzhu@iue.ac.cn

Manuscript submission information:

Submission open date: 15 September 2025

Submission deadline: 31 May 2026

期刊简介

Soil Ecology Letters(SEL) 由高等教育出版社与中国科学院城市环境研究所共同主办，SpringerNature海外发行。报道领域包括：土壤生物多样性、土壤互营和食物网、土壤微生物组、土壤—植物相互作用、土壤生物地球化学循环、土壤生物修复和恢复、土壤多功能性、土壤生物对环境变化的响应和适应、土壤生态过程的突破性技术、新理论和模型。栏目包括但不限于：letter to editor, perspective, review, rapid report, research article, commentary, SEL digest。

出版模式

快速出版：加速审稿，以CAP模式快速发表。

出版费用：免一切费用，包括审稿费、彩图费、出版印刷费等。

全文国内免费获取。

收 录

ESCI, SCOPUS, CSCD核心库, BIOSIS, Geobase, Biological Abstracts, Google Scholar等。

绿色通道

SEL优先快速发表高质量论文。如需快速抢发的优秀论文，可直接与编辑部联系SEL@pub.hep.cn，主编将亲自处理，文章投稿后两周内上线。

联系方式

期刊主页：

http://journal.hep.com.cn/sel

https://link.springer.com/journal/42832

投稿网址：

https://mc.manuscriptcentral.com/selett

编辑部：

电话：010-58556534

邮箱：SEL@pub.hep.cn